一种封上采下一体化充填防砂管柱的制作方法

1.本发明涉及石油开采领域，具体为一种封上采下一体化充填防砂管柱。


背景技术：

2.油田开发后，井筒状况日趋复杂，生产层系调整频繁，砾石挤压充填、循环充填和地填后下绕井越来越多，据统计封上采下下绕丝防砂充填生产井占防砂井的一半，这部分井的防砂对夹层较大的，先进行底部生产层防砂，再长封上部非生产层，对夹层较小的(15米以下)，一半进行盲封生产。套损套漏井亦逐年增多，也需要封长套管漏失井段，挤压充填生产层，这些情况给防砂等工艺措施的实施带来一定困难，对于这些复杂井况的油田，现有防砂技术存在以下问题：
3.(1)小夹层无法实现挤压充填，分层开采；
4.(2)分层挤压充填防砂要长管桩；
5.(3)再进行分层挤压充填施工时，如果出现管外吊槽不能施工问题；
6.(4)分层挤压充填只能完成地层改造，而无法实现环空循环充填的问题；
7.(5)挤压充填过程中，产生充填封上移问题；
8.(6)分层绕丝挤压充填防砂井，防砂后下长封工序复杂，施工周期长的问题。而且由于工序的需要，必须在套管中，冲出部分充填砂子，才能将二次下放工具，下到底，才能实施作业。这样就破坏了上次的效果，即使充砂层的结构变得松动，影响上次作业的有效使用期，严重的会引起上次防砂层的塌陷。因此封上采下一体化充填防砂技术的实施是完全必要的。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种封上采下一体化充填防砂管柱，以解决现有技术存在的问题。
10.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
11.一种封上采下一体化充填防砂管柱，由上到下依次连接有上封隔器、层间连接管、下封隔器、充填专用工具、信号筛管、安全接头、滤砂管、盲堵，上封隔器包括丢手上接头，所述丢手上接头内部装有丢手芯管，丢手芯管与丢手上接头之间形成滑动空间，该滑动空间内装有密封活塞，滑动空间内部还装有推压短节，所述推压短节的外壁与丢手上接头的内壁相接触，推压短节的端部插入密封连接套内部的安装间隙中，该安装间隙中装有锁璜一，丢手芯管的外壁且靠近端部处通过丢手剪钉与丢手剪环相连接，所述丢手芯管内部装有丢手尾管，丢手尾管的末端通过层间连接管内部的过渡芯管与补偿器相连接，补偿器的末端与下封隔器内部的连接芯管固定连接，连接芯管末端与对接器的内部组件固定连接，对接器的内部组件末端与填充专用组件的分水接头固定连接，分水接头内部与密封球座固定连接，密封球座的外壁靠近端部位置通过填充剪钉与填充尾管相连接，所述填充尾管末端装有过滤器。
12.进一步地，补偿器包括外管和内管，外管与过渡芯管相连接，所述内管固定在外管内，内管与外管之间装有密封套，内管某安通过芯管接箍与下封隔器的连接芯管固定连接。
13.进一步地，对接器的内部组件包括对接插头，对接插头与连接芯管固定连接，连接插头上套装有密封过渡连接套和锁璜套三，锁璜套三与密封过渡连接套之间装有锁璜三，对接插头末端固定在下接头内部，下接头与分水接头相连接。
14.进一步地，推压短节内壁通过坐封剪钉装有打捞插头，打捞插头的一端与中心管一相接触，所述密封连接套的末端与中心管一之间装有胶筒衬管，所述胶筒衬管外部套装有胶筒下档环，所述密封连接套与胶筒下档环之间设置有密封胶筒，所述中心管一外部套装有上锥体和下锥体，所述上锥体的一端抵在胶筒衬管和胶筒下档环上，所述下锥体抵在中心管一末端，所述上锥体与所述下锥体之间设置有长瓦，所述上锥体与所述下锥体的外壁上均与同一长瓦套相连接，所述长瓦套与长瓦之间装有板簧，所述下锥体与长瓦套之间装有锥体持环，所述下锥体内壁与下接头固定连接，所述下接头与层间连接管固定连接。
15.进一步地，所述下接头末端通过接箍一与层间连接管的层间连接油管固定在一起，所述层间连接油管末端与下封隔器的密封缸套固定连接，所述密封缸套内部与中心管二的外壁固定连接，所述密封缸套与中心管二之间装有坐封活塞，所述坐封活塞外壁靠近端部的位置通过坐封剪钉与锁璜套二相连接，所述密封缸套、锁璜套二、坐封活塞之间形成的空隙中装有锁璜二，所述中心管二上设置有一固定凸起一，该固定凸起一通过解封剪钉与胶筒支持环的内壁一侧相连接，所述胶筒支持环内壁的另一侧设置有凸起二，固定凸起一、凸起二、中心管二、胶筒支撑环之间形成解封间隙，胶筒支撑环与坐封活塞之间设置有密封胶筒，中心管二末端插接在填充专用工具上。
16.进一步地，中心管二末端插接在填充专用工具的出液接头内，出液接头内壁装有有密封循环滑套，所述密封循环滑套靠上的一端装有坐封阀，所述密封循环滑套与出液接头上均设有填充出液孔，所述密封循环滑套内设置有循环平衡通道，出液接头末端插接在下接头中，密封循环滑套的一部分插入下接头中，密封循环滑套插入下接头的外壁上装有支撑环，下接头通过滤砂管螺孔筛管与信号筛管固定连接。
17.进一步地，信号筛管内设置有过滤层。
18.进一步地，信号筛管末端与安全接头的功能中心管固定连接，功能中心管外壁通过安全剪钉与密封环相连接，密封环的包括固定段和密封段，固定段与密封段呈阶梯轴状，密封段的外径小于固定段的外径，功能中心管与固定段相连接，密封段插入下接头内，下接头内壁与功能中心管之间装有安全挡环，安全挡环与密封环的密封段之间的具体为安全距离，下接头末端固定在滤砂管内部，滤砂管末端装有盲堵。
19.本发明的优点在于：
20.1、一趟管柱作业，便于操作，安全可靠。
21.2、利用上封隔器和下封隔器组合将上层封堵，密封好，使用周期长。
22.3、利用下封隔器与分层充填工具组合，满足下层砾石充填防砂的需要，减少了因长瓦的卡死，而造成大修的风险，同时，降低了工具的加工难度。从而提高了该工艺的成功率。
23.4、利用专用对接器和补偿器实施层间对接，实现充填孔的有效关闭和充填芯管的顺利起出。实现了该工艺由繁到简的飞跃。丰富和发展了工具的设计思路。
24.5、利用松砂式安全接头可以方便的起出管柱，避免大修作业。
25.6、直接上提丢手，操作简便，使用补偿器使得丢手更加安全可靠。
26.7、分层充填采用硬性设计，提高了施工的可控性。同时循环平衡的设计与利用，规避了管柱的震动与上串风险。
27.8、下封隔器坐封阀的设计，使得反向坐封下封隔器与上封隔器有机结合在一起，不但实现下封隔器即五下封隔器的坐封，同时，也实现了上封隔器(即一上封隔器)的验封得以实现。彻底解决了原有封隔器无法验封的问题。
28.9、上封隔器和下封隔器高压采用常服和胶筒设计，增大了胶筒的膨胀变形，提高坐封效果和压力，确保高压充填防砂作业时有效坐封。
29.10、形成以高压充填为主的套损漏井防砂，封上采下一体化技术，减少了作业频率与作业工序，这样既提高功率与效率。
30.11、长封层密封性好，生产层防砂成功率高，施工易操作，长封防砂有效期长。
31.12、井筒打捞出出力时，采用油管对扣打捞或专用打捞操作方便。松砂或安全接头可以方便的起出管柱，避免大修作业。节约成本。
32.13、封上采下防砂一体化工艺，实施后长封，防砂效果好，生产周期长，能够充分挖掘油井生产潜力，提供油田开发的综合效益。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明的结构示意图；
35.图2为本发明图1中a部分的放大图；
36.图3为本发明图1中b部分的放大图；
37.图4为本发明图1中c部分的放大图；
38.图5为本发明图1中d部分的放大图；
39.图6为本发明图1中e部分的放大图；
40.图7为本发明图1中上封隔器的放大图；
41.图8为本发明图1中下封隔器的放大图；
42.图9为本发明图1中填充专用工具的放大图。
43.附图标记：1丢手上接头，2密封活塞，3推压短节，4丢手芯管，5打捞插头，6丢手剪环，7丢手剪钉，8丢手尾管，9中心管一，10密封连接套，11锁璜一，12胶筒衬管，13密封胶筒，14胶筒下档环，15上锥体，16长瓦套，17长瓦，18板簧，19下锥体，20锥体持环，21下接头一，22坐封剪钉，23接箍一，24芯管连接短节，25层间连接油管，26外管，27内管，28密封套，29密封缸套，30芯管接箍，31连接芯管，32坐封活塞，33锁璜套二，34锁璜二，35坐封剪钉，36密封胶筒，37中心管二，38胶筒支持环，39解封剪钉，40对接插头，41锁璜三，42锁璜套三，43密封过渡连接套，44下接头二，45出液接头，46坐封阀，47密封球座，48分水接头，49密封循环滑套，50充填剪钉，51支撑环，52下接头三，53填充尾管，54过滤器，55滤砂管螺孔筛管，56过滤
层，57功能中心管，58安全剪钉，59密封环，60下接头四，61安全挡环，62滤砂管，63盲堵。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.参照图1-9，一种封上采下一体化充填防砂管柱，由上到下依次连接有上封隔器、层间连接管、下封隔器、充填专用工具、信号筛管、安全接头、滤砂管62、盲堵63，上封隔器包括丢手上接头1，所述丢手上接头1内部装有丢手芯管4，丢手芯管4与丢手上接头1之间形成滑动空间，该滑动空间为坐封距与丢手距，该滑动空间内装有密封活塞2，滑动空间内部还装有推压短节3，所述推压短节3的外壁与丢手上接头1的内壁相接触，推压短节3的端部插入密封连接套10内部的安装间隙中，该安装间隙中装有锁璜一11，丢手芯管4的外壁且靠近端部处通过丢手剪钉7与丢手剪环6相连接，所述丢手芯管4内部装有丢手尾管8，丢手尾管8的末端通过层间连接管内部的过渡芯管与补偿器相连接，补偿器的末端与下封隔器内部的连接芯管31固定连接，连接芯管31末端与对接器的内部组件固定连接，对接器的内部组件末端与填充专用组件的分水接头48固定连接，分水接头48内部与密封球座47固定连接，密封球座47的外壁靠近端部位置通过填充剪钉与填充尾管53相连接，所述填充尾管53末端装有过滤器54。
46.补偿器包括外管26和内管27，外管26与过渡芯管相连接，所述内管27固定在外管26内，内管27与外管26之间装有密封套28，内管27某安通过芯管接箍30与下封隔器的连接芯管31固定连接。
47.对接器的内部组件包括对接插头40，对接插头40与连接芯管31固定连接，连接插头上套装有密封过渡连接套43和锁璜套三42，锁璜套三42与密封过渡连接套43之间装有锁璜三41，对接插头末端固定在下接头二44内部，下接头二44与分水接头48相连接。
48.推压短节3内壁通过坐封剪钉2235装有打捞插头5，打捞插头5的一端与中心管一9相接触，所述密封连接套10的末端与中心管一9之间装有胶筒衬管12，所述胶筒衬管12外部套装有胶筒下档环14，所述密封连接套10与胶筒下档环14之间设置有密封胶筒3613，所述中心管一9外部套装有上锥体15和下锥体19，所述上锥体15的一端抵在胶筒衬管12和胶筒下档环14上，所述下锥体19抵在中心管一9末端，所述上锥体15与所述下锥体19之间设置有长瓦17，所述上锥体15与所述下锥体19的外壁上均与同一长瓦16相连接，所述长瓦16与长瓦17之间装有板簧18，所述下锥体19与长瓦16之间装有锥体持环20，所述下锥体19内壁与下接头一21固定连接，所述下接头一21与层间连接管固定连接。
49.所述下接头一21末端通过接箍一23与层间连接管的层间连接油管25固定在一起，所述层间1连接油管25末端与下封隔器的密封缸套29固定连接，所述密封缸套29内部与中心管二37的外壁固定连接，所述密封缸套29与中心管二37之间装有坐封活塞32，所述坐封活塞32外壁靠近端部的位置通过坐封剪钉2235与锁璜套二33相连接，所述密封缸套29、锁璜套二33、坐封活塞32之间形成的空隙中装有锁璜二34，所述中心管二37上设置有一固定凸起一，该固定凸起一通过解封剪钉39与胶筒支持环38的内壁一侧相连接，所述胶筒支持
环38内壁的另一侧设置有凸起二，固定凸起一、凸起二、中心管二37、胶筒支撑环51之间形成解封间隙，胶筒支撑环51与坐封活塞32之间设置有密封胶筒3613，中心管二37末端插接在填充专用工具上。
50.中心管二37末端插接在填充专用工具的出液接头45内，出液接头45内壁装有有密封循环滑套49，所述密封循环滑套49靠上的一端装有坐封阀46，所述密封循环滑套49与出液接头45上均设有填充出液孔，所述密封循环滑套49内设置有循环平衡通道，出液接头45末端插接在下接头60524421中，密封循环滑套49的一部分插入下接头三52中，密封循环滑套49插入下接头三52的外壁上装有支撑环51，下接头三52通过滤砂管62螺孔筛管55与信号筛管固定连接。
51.信号筛管内设置有过滤层56。信号筛管末端与安全接头的功能中心管57固定连接，功能中心管57外壁通过安全剪钉58与密封环59相连接，密封环59的包括固定段和密封段，固定段与密封段呈阶梯轴状，密封段的外径小于固定段的外径，功能中心管57与固定段相连接，密封段插入下接头四60内，下接头四60内壁与功能中心管57之间装有安全挡环61，安全挡环61与密封环59的密封段之间的具体为安全距离，下接头四60末端固定在滤砂管62内部，滤砂管62末端装有盲堵63。
52.利用上封隔器与下封隔器，将上部需要封掉的层位封掉。利用下封隔器作充填工具的封层工具。利用充填工具对下层油藏进行砾石充填，包括挤压充填和循环充填。为了该工艺能够得以顺利实施，充填工具特别设计，带有压力平衡系统的特殊机构，以防施工中，由于压力不平衡，而充填孔自动关闭的危险。同时为了便于作业，特别设计了对接器，以便于作业。同时为减少作业的复杂程序，而设计了补偿器
53.坐封时：第一步，油管内加液打压上封隔器，确保上封隔器坐封良好。
54.首先，将密封钢球，由井口拨入油管内，油管为丢手芯管4、丢手尾管8、过渡芯管的芯管连接短节24、补偿器、连接芯管31、对接器、分水接头48、密封球座47、填充尾管53组成的内管27，钢球将在油管经过先经过丢手上接头1并下行至密封球座47上。
55.当密封钢球落到密封球座47上时，油管进行打压，当打压至8mp时，上封隔器的坐封剪钉2235将被剪断。这时密封活塞2将向下进行，这时上封隔器将开始坐封。
56.继续打压，使压力升至8mp、12mp、18mp，各稳压3-5分钟。这时，密封胶筒3613在推压短节3、密封连接套10对推力下将被压缩，长瓦17也已经张开，使整个管柱悬挂在井壁上。同时锁璜一11将牢固的锁在中心管一9上部，使得已坐封的密封胶筒3613及长瓦17，不能回弹，而坐封的上封隔器密封牢靠，悬挂结实。
57.其次是，将打压管倒过来，将正向打压(即内油管打压)改为反向打压。同样是8mp、12mp、18mp，各稳压3-5分钟。使下封隔器坐封。
58.具体的说就是，反向打压，液体将使得密封活塞2上推，这时套管内的液体将由滑动空间出经过丢手芯管4、丢手剪环6、中心管、丢手尾管8及一直往后延伸直到坐封阀46的循环通道，液体到填充专用工具中的坐封阀46的上部，这时，循环通道内的液体压力将传递到坐封活塞32的上部。
59.当压力达到8mp时，坐封剪钉2235将被剪断，下封隔器将开始坐封。当压力达到18mp时，五下封隔器将坐封完好。
60.再就是，当下封隔器坐封完成后，再次将打压管线倒过来。正向加压，当压力突然
降低至零时，表示充填剪钉50已经被剪断，继续打压，井口大四通出将会出液(即循环)。
61.关闭大四通阀门，对地层进行试挤。
62.当试挤完成后，进行地填(即挤压充填)。当地填完成后，打开大四通阀门，进行环填。当环填(即循环充填)完成后，进行丢手，起出丢手管柱。
63.丢手，丢手有三种方式，(1)投球打压丢手；(2)直接上提出丢手管柱。(3)正转丢手。
64.具体的说就是，充填完成以后，向管柱内再投一只丢手钢球，该钢球在油管内运行至丢手尾管8的上端。这时，接好打压管线，将管柱上提至原悬座，打压21mp，就会出现压力突降的现象。表示丢手已经丢开。其原因时，当液体压力传递到丢手上接头1时，力的方向时向上的。该力带动丢手芯管4向上运动。这时丢手剪钉7将被剪断，而实现丢手。
65.当丢手剪钉7被剪断之后，上提丢手管柱，这时丢手上接头1、密封活塞2、丢手芯管4、丢手尾管8、过渡芯管、补偿器、连接芯管31、对接器、密封球座47、分水接头48、充填尾管、过滤器54将被连带着起出。
66.丢手管柱起出后，就可以下泵完井，进行生产了。
67.当需要修井是，下专用打捞工具，捞住打捞接头。上提打捞接头，打捞接头底部的插入凸起，锁璜一11打开，这时锁璜一11的长锁作用将被解除，上封隔器将被自行解封。这时，密封胶筒3613将会在弹力的作用下，回复原形，长瓦17将会在板簧18的作用下而收回。
68.当上封隔器解封后，打捞管柱的作用力将通过一封隔器和层间连接管传递到下封隔器上面。这时解封剪钉39将在上提力的作用下而被剪断。这时胶筒支撑环51将下移，使密封胶筒3613在弹力的作用下恢复原形，使得下封隔器解封。
69.当两个封隔器解封以后，上提力将由下封隔器传递到充填专用工具上，继而传递到信号筛管与安全接头上。
70.当上提力传递到安全接头上时，安全剪钉58将会被剪断，这时功能中心管57上的螺孔将会出现。这时安全接头上面的砂子，将会落下中心管内。从而使得砂子管阻减少，使得整个管柱便于取出。
71.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。